مناطق مدينة نيويورك تغرق وترتفع

وجد العلماء الذين يستخدمون الرادار الفضائي أن الأرض في مدينة نيويورك تغرق بمعدلات متفاوتة بسبب العوامل البشرية والطبيعية. بعض النقاط آخذة في الارتفاع.

اكتشف العلماء أن أجزاء من المنطقة الحضرية لمدينة نيويورك تغرق وترتفع بمعدلات مختلفة بسبب عوامل تتراوح بين ممارسات استخدام الأراضي والأنهار الجليدية المفقودة منذ فترة طويلة. في حين أن تغيرات الارتفاع تبدو صغيرة – أجزاء من البوصات سنويًا – إلا أنها يمكن أن تعزز أو تقلل من مخاطر الفيضانات المحلية المرتبطة بارتفاع مستوى سطح البحر.

نُشرت الدراسة الجديدة في 27 سبتمبر تقدم العلوم بواسطة فريق من الباحثين من ناسامختبر الدفع النفاث (مختبر الدفع النفاث) في جنوب كاليفورنيا وجامعة روتجرز في نيوجيرسي. قام الفريق بتحليل صعودا وهبوطا حركة الأرض العمودية – المعروف أيضًا باسم الارتفاع والانخفاض – عبر منطقة العاصمة من عام 2016 إلى عام 2023 باستخدام تقنية الاستشعار عن بعد التي تسمى رادار الفتحة الاصطناعية التداخلية (InSAR). تجمع هذه التقنية بين ملاحظتين أو أكثر ثلاثية الأبعاد لنفس المنطقة للكشف عن حركة السطح أو التضاريس.

ومن خلال رسم خرائط لحركة الأرض العمودية عبر منطقة مدينة نيويورك، وجد الباحثون أن الأرض تغرق (المشار إليها باللون الأزرق) بحوالي 0.06 بوصة (1.6 ملم) سنويًا في المتوسط. كما اكتشفوا أيضًا ارتفاعًا متواضعًا (كما هو موضح باللون الأحمر) في كوينز وبروكلين. تشير الخطوط المنقطة البيضاء إلى حدود المقاطعة/البلدة.
مصدر الصورة: ناسا/مختبر الدفع النفاث-معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا/جامعة روتجرز

العوامل المؤثرة على حركة الأرض

حدثت معظم الحركة التي لاحظوها في المناطق التي أدت فيها التعديلات السابقة على سطح الأرض – مثل استصلاح الأراضي وبناء مدافن النفايات – إلى جعل الأرض أكثر مرونة وأكثر قابلية للضغط تحت المباني اللاحقة.

بعض الحركة ناتجة أيضًا عن عمليات طبيعية يعود تاريخها إلى آلاف السنين إلى العصر الجليدي الأحدث. منذ حوالي 24 ألف سنة، انتشرت طبقة جليدية ضخمة في معظم أنحاء نيو إنجلاند، وغطى جدار من الجليد يبلغ ارتفاعه أكثر من ميل ما يعرف اليوم بألباني في شمال ولاية نيويورك. وقد تم إعادة ضبط عباءة الأرض، التي تشبه إلى حد ما مرتبة مرنة، ببطء منذ ذلك الحين. مدينة نيويورك، التي تقع على أرض مرتفعة خارج حافة الغطاء الجليدي، تغرق الآن من جديد.

النتائج التفصيلية والآثار

ووجد العلماء أن منطقة العاصمة تتراجع في المتوسط ​​بحوالي 0.06 بوصة (1.6 ملم) سنويًا، وهو نفس المقدار الذي ينمو به ظفر القدم خلال شهر واحد. استخدام الرادارات الموجودة في وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)وكالة الفضاء الأوروبية) قامت الأقمار الصناعية Sentinel-1، جنبًا إلى جنب مع تقنيات معالجة البيانات المتقدمة، برسم خرائط تفصيلية للحركة وتحديد الأحياء والمعالم – وصولاً إلى مدرج المطار وملعب التنس – التي تنحسر بسرعة أكبر من المتوسط.

حدد الفريق النقاط الساخنة: على اليسار، المدرج 13/31 في مطار لاغوارديا في كوينز، ينحسر بمعدل حوالي 0.15 بوصة (3.7 ملم) سنويًا؛ على اليمين، جزء من نيوتاون كريك، وهو موقع Superfund في شرق ويليامزبرغ، بروكلين، يرتفع بشكل غير متساو بحوالي 0.06 بوصة (1.6 ملم) سنويًا.
مصدر الصورة: ناسا/مختبر الدفع النفاث-معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا/جامعة روتجرز

قال المؤلف الرئيسي بريت بوزانجا، باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر الدفع النفاث: “لقد أنتجنا خريطة تفصيلية لحركة الأرض العمودية في منطقة مدينة نيويورك، حيث ظهرت ميزات لم يتم ملاحظتها من قبل”.

قال ديفيد بيكارت، عالم مختبر الدفع النفاث والباحث الرئيسي في المشروع، إن تتبع تغيرات الارتفاع المحلية و مستوى سطح البحر النسبي يمكن أن تكون مهمة لأغراض رسم خرائط الفيضانات والتخطيط. وهذا أمر بالغ الأهمية بشكل خاص لأن مناخ الأرض المتغير يدفع المحيطات إلى الارتفاع حول العالم، مما يؤدي إلى حدوث المزيد من الظواهر المتكررة فيضان مزعج الأحداث وتفاقم العواصف المدمرة.

النقاط الساخنة الهامة

حدد الفريق نقطتين ساخنتين ملحوظتين للهبوط في موقع مشترك مع مدافن النفايات في كوينز. الأول، المدرج 13/31 في مطار لاغوارديا، ينخفض ​​بمعدل حوالي 0.15 بوصة (3.7 ملم) سنويًا. وأشار العلماء إلى أن المطار يخضع لعملية تجديد بقيمة 8 مليارات دولار تهدف جزئيًا إلى تخفيف الفيضانات الناجمة عن ارتفاع منسوب المياه في المحيط الأطلسي. وحددوا أيضًا ملعب آرثر آش، الذي يغرق بمعدل حوالي 0.18 بوصة (4.6 ملم) سنويًا ويتطلب بناء سقف خفيف الوزن أثناء التجديد لتقليل ثقله وكمية الهبوط.

وتشمل النقاط الساخنة الأخرى للهبوط الجزء الجنوبي من جزيرة جفرنرز – التي بنيت على 38 مليون قدم مربع (3.5 مليون متر مكعب) من الصخور والأوساخ من حفريات مترو الأنفاق في أوائل القرن العشرين – بالإضافة إلى المواقع القريبة من المحيط في جزيرة كوني في بروكلين وأرفيرن بواسطة البحر في كوينز الذي تم بناؤه على الحشو الاصطناعي. ولوحظت مستويات مماثلة من الهبوط أسفل الطريق 440 والطريق السريع 78 في ضواحي نيوجيرسي، والتي تجتاز مواقع التعبئة التاريخية، وفي جزيرة ريكرز، توسعت إلى حجمها الحالي عن طريق دفن النفايات.

ووجد العلماء أيضًا ارتفاعًا لم يتم تحديده سابقًا في شرق ويليامزبرغ، بروكلين – حيث ارتفع بنحو 0.06 بوصة (1.6 ملم) سنويًا – وفي وودسايد، كوينز، الذي ارتفع بمقدار 0.27 بوصة (6.9 ملم) سنويًا بين عامي 2016 و2019 قبل أن يستقر. وقال المؤلف المشارك روبرت كوب من جامعة روتجرز إن ضخ المياه الجوفية وآبار الحقن المستخدمة لمعالجة المياه الملوثة ربما لعبت دورا، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من البحث. قال كوب: “أنا مفتون بإمكانية استخدام InSAR عالي الدقة لقياس هذه الأنواع من التعديلات البيئية قصيرة العمر نسبيًا المرتبطة بالارتفاع”.

وقال العلماء إن مدن مثل نيويورك، التي تستثمر في الدفاعات الساحلية والبنية التحتية في مواجهة ارتفاع مستوى سطح البحر، يمكن أن تستفيد من التقديرات عالية الدقة لحركة الأرض.

الرصد والمشاريع المستقبلية

بقيادة مختبر الدفع النفاث أوبرا (منتجات المراقبة للمستخدمين النهائيين من تحليل الاستشعار عن بعد) سوف يعرض تفاصيل الإزاحة السطحية عبر أمريكا الشمالية في منتج بيانات مستقبلي. للقيام بذلك، سيتم الاستفادة من بيانات InSAR من Sentinel-1 التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ومن القادم نزار مهمة (رادار الفتحة الاصطناعية التابعة لناسا ومنظمة أبحاث الفضاء الهندية)، من المقرر إطلاقها في عام 2024. وستساعد المعلومات الواردة من OPERA العلماء على مراقبة حركة الأرض العمودية بشكل أفضل إلى جانب التغييرات الأخرى المرتبطة بالمخاطر الطبيعية.

المرجع: “الارتفاع المحلي، والهبوط واسع النطاق، والآثار المترتبة على ارتفاع مستوى سطح البحر في المنطقة الحضرية لمدينة نيويورك” بقلم بريت بوزانجا، وديفيد بي إس بيكارت، وبنجامين د. هاملينجتون، وروبرت إي. كوب، ومارين جوفورسين، وكينيث جي. ميلر، 27 سبتمبر 2023, تقدم العلوم.
دوى: 10.1126/sciadv.adi8259